JP2019125562A - Battery cell temperature control device - Google Patents

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Abstract

To provide a battery cell temperature control device capable of heating low temperature battery cells, in which a standby time till a stable output can be obtained from a battery can be reduced.SOLUTION: A battery cell temperature control device includes: a discharge resistor element Ba provided to each of a plurality of battery cells C1-Cn and generating heat by energization; temperature sensors T for obtaining temperatures of the respective battery cells C1-Cn; and a microcomputer M that energizes the discharge resistor elements Ba according to output values of the temperature sensors T. The microcomputer M calculates energizing periods, which bring the battery cells C1-Cn to a target temperature at a set time, to the discharge resistor elements Ba according to output values of the temperature sensors T.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電池セル温度調整装置に関するものである。   The present invention relates to a battery cell temperature control device.

車両に搭載されたバッテリは直列に接続された複数の電池セルを備えている。各々の電池セルの出力特性は、一般的に電池セルの温度に依存して変化し、電池セルの温度が低いと不安定となる。このため、バッテリ自体の出力特性も、電池セルの温度が低いと安定しない。したがって、車両の走行等を開始する前あるいは走行中においては、電池セルの出力が安定するように電池セルの温度調整を行うことが好ましい。例えば、特許文献1では、セルバランス回路の放電抵抗を利用して、電池セルを走行前に加熱するバッテリの昇温方法が開示されている。   A battery mounted on a vehicle includes a plurality of battery cells connected in series. The output characteristics of each battery cell generally change depending on the battery cell temperature, and become unstable when the battery cell temperature is low. For this reason, the output characteristics of the battery itself are also not stable when the temperature of the battery cell is low. Therefore, it is preferable to adjust the temperature of the battery cell so that the output of the battery cell becomes stable before or while the vehicle is started to travel. For example, Patent Document 1 discloses a method for raising the temperature of a battery, which heats a battery cell before traveling by using a discharge resistance of a cell balance circuit.

特開2012−9407号公報JP, 2012-9407, A

しかしながら、特許文献1で開示された方法では、放電抵抗に通電され、放電抵抗が発熱し、さらに電池セルが十分に加熱されるまでに一定の時間を要する。さらに、電池セルによって昇温速度が異なると、全ての電池セルが安定した出力となる温度になるまで待機する必要があり、最も昇温速度が遅い電池セルが十分に加熱されるまでバッテリから安定した出力が得られないことになる。このため、例えば内燃機関を搭載しない電気自動車等では、運転者が車両のスタートスイッチを押してから直ぐに車両を安定的に走行させることが難しい。   However, in the method disclosed in Patent Document 1, the discharge resistor is energized, heat is generated in the discharge resistor, and further, it takes a certain time until the battery cell is sufficiently heated. Furthermore, if the temperature rise rate differs depending on the battery cell, it is necessary to wait until the temperature at which all the battery cells become stable output, and the battery cell stabilized at the slowest temperature rise rate is stable until the battery is sufficiently heated. Output can not be obtained. Therefore, for example, in an electric car or the like not equipped with an internal combustion engine, it is difficult for the driver to stably drive the vehicle immediately after pressing the start switch of the vehicle.

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、低温の電池セルを加熱可能な電池セル温度調整装置において、バッテリから安定した出力が得られるまでの待機時間を縮小可能とすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and in a battery cell temperature control apparatus capable of heating a low temperature battery cell, the standby time until a stable output can be obtained from the battery can be reduced. To aim.

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。   The present invention adopts the following configuration as means for solving the above-mentioned problems.

第1の発明は、電池セル温度調整装置であって、複数の電池セルの各々に対して設けられると共に通電により発熱する抵抗素子と、上記電池セルの温度を取得する温度センサと、上記温度センサの出力値に応じて上記抵抗素子へ通電を行う昇温制御部とを備え、上記昇温制御部が、上記温度センサの出力値に応じて、設定時刻に上記電池セルが目標温度となる上記抵抗素子への通電期間を算出するという構成を採用する。   A first invention is a battery cell temperature adjusting device, which is provided for each of a plurality of battery cells and generates a resistance element by heat, a temperature sensor for acquiring the temperature of the battery cell, and the above temperature sensor And a temperature rise control unit for energizing the resistance element in accordance with the output value of the temperature sensor, the temperature rise control unit causing the battery cell to attain the target temperature at the set time according to the output value of the temperature sensor. A configuration is employed in which the conduction period of the resistance element is calculated.

第2の発明は、上記第1の発明において、上記電池セルの電圧を検出するセル電圧検出部を備え、上記昇温制御部が、上記セル電圧検出部の検出値に基づく上記電池セルの充電率が閾値よりも高い場合に、上記抵抗素子への通電を実行するという構成を採用する。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the cell voltage detection unit for detecting the voltage of the battery cell is provided, and the temperature rise control unit charges the battery cell based on the detection value of the cell voltage detection unit. When the rate is higher than the threshold value, a configuration is adopted in which energization to the resistance element is performed.

第3の発明は、上記第1または第2の発明において、上記電池セルの電圧を検出するセル電圧検出部を備え、 上記昇温制御部が、上記セル電圧検出部の検出値に応じて上記通電期間を補正するという構成を採用する。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the cell voltage detection unit for detecting the voltage of the battery cell is provided, and the temperature rise control unit is responsive to the detection value of the cell voltage detection unit. A configuration is adopted in which the current supply period is corrected.

第4の発明は、第3の発明において、上記昇温制御部が、上記セル電圧検出部の検出値が小さくなるに応じて、上記通電期間が長くなるように、上記通電期間を補正するという構成を採用する。   A fourth invention is according to the third invention, wherein the temperature rise control unit corrects the conduction period so that the conduction period becomes longer as the detection value of the cell voltage detection unit becomes smaller. Adopt the configuration.

第5の発明は、上記第1〜第4いずれかの発明において、複数の温度センサを備え、上記昇温制御部が、特定の上記電池セルに対して設けられた上記抵抗素子への通電期間を、当該特定の上記電池セルに最も近接して配置された上記温度センサの出力値に応じて算出するという構成を採用する。   A fifth invention according to any one of the first to fourth inventions, includes a plurality of temperature sensors, and the temperature rise control unit is a period during which the resistance element provided to the specific battery cell is energized. Is calculated according to the output value of the temperature sensor disposed closest to the specific battery cell.

第6の発明は、上記第1〜第5いずれかの発明において、上記昇温制御部が、過去の上記設定時刻に基づいて、新規の上記設定時刻の設定を行うという構成を採用する。   According to a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions, a configuration is employed in which the temperature rise control unit performs setting of a new set time based on the set time in the past.

本発明によれば、昇温制御部によって、設定時刻に電池セルが目標温度となるように、抵抗素子への通電期間が算出される。このような本発明では、電池セルごとに昇温特性が異なる場合であっても、電池セルごとに設定時刻に目標温度となる通電期間を求めることができ、予め設定時刻を定めておくことによって、例えば乗員は電池セルの加熱を待つことなく車両の走行を開始することが可能となる。したがって、本発明によれば、低温の電池セルを加熱可能な電池セル温度調整装置において、バッテリから安定した出力が得られるまでの待機時間を縮小することが可能となる。   According to the present invention, the temperature rise control unit calculates the conduction period to the resistance element so that the battery cell reaches the target temperature at the set time. In the present invention as described above, even when the temperature rise characteristics are different for each battery cell, it is possible to obtain the conduction period which becomes the target temperature at the setting time for each battery cell, and by setting the setting time in advance. For example, the occupant can start traveling of the vehicle without waiting for the heating of the battery cells. Therefore, according to the present invention, in the battery cell temperature control device capable of heating a low temperature battery cell, it is possible to reduce the waiting time until a stable output is obtained from the battery.

本発明の一実施形態における電池セル温度調整装置を含む車両走行系のシステム構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a system configuration | structure figure of the vehicle travel system containing the battery cell temperature control apparatus in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における電池セル温度調整装置の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the operation | movement of the battery cell temperature control apparatus in one Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明に係る電池セル温度調整装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部を認識可能とするために、各部の縮尺を適宜変更している。   Hereinafter, an embodiment of a battery cell temperature adjusting device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each part is appropriately changed in order to make each part recognizable.

図1は、本実施形態の電池セル温度調整装置Aを含む車両走行系のシステム構成図である。図1に示す車両走行系は、電気自動車やハイブリッド自動車等、電力によってモータを駆動することにより走行のための駆動力を得る車両に設けられるものであり、図1に示すようにバッテリX、電池セル温度調整装置A、コンタクタ1、コンタクタ2、バッテリECU3、電圧検出部4、インバータ5及びモータ6を備えている。   FIG. 1 is a system configuration diagram of a vehicle travel system including a battery cell temperature adjustment device A of the present embodiment. The vehicle travel system shown in FIG. 1 is provided in a vehicle such as an electric car or a hybrid car that obtains a driving force for traveling by driving a motor with electric power, and as shown in FIG. A cell temperature adjustment device A, a contactor 1, a contactor 2, a battery ECU 3, a voltage detection unit 4, an inverter 5, and a motor 6 are provided.

バッテリXは、n個の電池セルC1〜Cnが直列接続されたバッテリモジュールx1を複数直列接続したものであり、最上位のバッテリモジュールx1の最上位の電池セルC1のプラス端子が一方の出力端子(プラス出力端子)であり、最上位のバッテリモジュールx1の最下位の電池セルCnのマイナス端子が他方の出力端子(マイナス出力端子)である。   The battery X is a series connection of a plurality of battery modules x1 in which n battery cells C1 to Cn are connected in series. The plus terminal of the top battery cell C1 of the top battery module x1 is one output terminal The negative terminal of the lowermost battery cell Cn of the top battery module x1 is the other output terminal (minus output terminal).

すなわち、このバッテリXは、電池セルC1→電池セルC2→電池セルC3→電池セルC4→(中略)→電池セルCnの順に直列接続された複数のバッテリモジュールx1からなり、各バッテリモジュールx1における各電池セルC1〜Cnの端子間電圧の合計が出力電圧である。なお、「n」は3以上の自然数である。   That is, the battery X is composed of a plurality of battery modules x1 connected in series in the following order: battery cell C1 → battery cell C2 → battery cell C3 → battery cell C4 → (not shown) → battery cell Cn, and each battery module x1 The total of the inter-terminal voltages of the battery cells C1 to Cn is an output voltage. Note that "n" is a natural number of 3 or more.

電池セル温度調整装置Aは、後述する放電抵抗Ba(抵抗素子)等の一部を除いて、バッテリXとは異なる所定サイズのプリント基板上に実装されており、n個の電池セルC1〜Cnの端子間電圧、つまりプラス端子の電位とマイナス端子の電位との差分をセル電圧V1〜Vnとして検出し、当該セル電圧V1〜Vn等をバッテリECU3に出力する。この電池セル温度調整装置Aは、n個の放電回路B1〜Bn、n+1本の伝送線路S1〜Sn+1、n+1個のCRフィルタF1〜Fn+1、n個のセル電圧検出部D1〜Dn、温度センサT及びマイコンM(昇温制御部)を備えている。   Battery cell temperature adjustment device A is mounted on a printed circuit board of a predetermined size different from that of battery X, except for a part of discharge resistance Ba (resistance element) described later, and n battery cells C1 to Cn The voltage across terminals, that is, the difference between the potential of the plus terminal and the potential of the minus terminal is detected as cell voltages V1 to Vn, and the cell voltages V1 to Vn or the like are output to the battery ECU 3. The battery cell temperature adjustment device A includes n discharge circuits B1 to Bn, n + 1 transmission lines S1 to Sn + 1, n + 1 CR filters F1 to Fn + 1, n cell voltage detection units D1 to Dn, and a temperature sensor T And a microcomputer M (temperature rise control unit).

なお、図1では、作図スペースの制約から1つのバッテリモジュールx1のみを示し、また当該バッテリモジュールx1に関するn個の電池セルC1〜Cnのうち、4個の電池セルC1〜C4のみを示している。また、図1では1つの電池セル温度調整装置Aのみを示しているが、電池セル温度調整装置Aはバッテリモジュールx1毎に設けられている。   In FIG. 1, only one battery module x1 is shown because of the restriction of drawing space, and only four battery cells C1 to C4 are shown among n battery cells C1 to Cn related to the battery module x1. . Moreover, although only one battery cell temperature control device A is shown in FIG. 1, the battery cell temperature control device A is provided for each battery module x1.

さらに、図1では、1つの電池セル温度調整装置Aについて、n個の放電回路B1〜Bn、n+1本の伝送線路S1〜Sn+1、n+1個のCRフィルタF1〜Fn+1及びn個のセル電圧検出部D1〜Dnのうち、4個の電池セルC1〜C4の電圧、4個の放電回路B1〜B4、5本の伝送線路S1〜S5、5個のCRフィルタF1〜F5及び4個のセル電圧検出部D1〜D4のみを示している。また、電池セル温度調整装置Aは、複数の温度センサTを備えているが、図1では、1つの温度センサTのみを示している。   Furthermore, in FIG. 1, n discharge circuits B1 to Bn, n + 1 transmission lines S1 to Sn + 1, n + 1 CR filters F1 to Fn + 1, and n cell voltage detection units for one battery cell temperature adjustment device A. Among D1 to Dn, voltages of four battery cells C1 to C4, four discharge circuits B1 to B4, five transmission lines S1 to S5, five CR filters F1 to F5, and four cell voltage detection Only parts D1 to D4 are shown. Moreover, although the battery cell temperature control apparatus A is equipped with several temperature sensor T, in FIG. 1, only one temperature sensor T is shown.

n個の放電回路B1〜Bnは、n個の電池セルC1〜Cnに対応して設けられており、電池セルC1〜Cnに各々並列接続されている。n個の放電回路B1〜Bnは、図示するように各々に放電抵抗Baとスイッチング素子Bbとの直列回路である。これら放電回路B1〜Bnは、スイッチング素子BbがON状態になると放電状態となり、スイッチング素子BbがOFF状態になると非放電状態となる。すなわち、放電回路B1は電池セルC1に並列接続され、放電回路B2は電池セルC2に並列接続され、放電回路B3は電池セルC3に並列接続され、放電回路B4は電池セルC4に並列接続されている。   The n discharge circuits B1 to Bn are provided corresponding to the n battery cells C1 to Cn, and connected in parallel to the battery cells C1 to Cn. Each of the n discharge circuits B1 to Bn is a series circuit of a discharge resistor Ba and a switching element Bb as illustrated. The discharge circuits B1 to Bn are discharged when the switching element Bb is turned on, and are not discharged when the switching element Bb is turned off. That is, discharge circuit B1 is connected in parallel to battery cell C1, discharge circuit B2 is connected in parallel to battery cell C2, discharge circuit B3 is connected in parallel to battery cell C3, and discharge circuit B4 is connected in parallel to battery cell C4. There is.

放電回路B1〜Bnのスイッチング素子Bbは、例えば1つの電子基板に対して集約して形成されている。一方で、放電回路B1〜Bnの放電抵抗Baは、電子基板から外れて形成されており、各々の電池セルC1〜Cn上に配置されている。つまり、放電抵抗Baは、電池セルC1〜Cnの各々に対して設けられている。これらの放電抵抗Baは、通電により発熱し、電池セルC1〜Cnを加熱する。   The switching elements Bb of the discharge circuits B1 to Bn are, for example, collectively formed on one electronic substrate. On the other hand, the discharge resistors Ba of the discharge circuits B1 to Bn are formed apart from the electronic substrate and are disposed on the respective battery cells C1 to Cn. That is, the discharge resistance Ba is provided for each of the battery cells C1 to Cn. The discharge resistors Ba generate heat when energized, and heat the battery cells C1 to Cn.

n+1本の伝送線路S1〜Sn+1は、n個の電池セルC1〜Cnの各端子の端子電圧をn+1個のCRフィルタF1〜Fn+1に伝送する配線であり、n個の電池セルC1〜Cnの各端子(合計n+1個)とn+1個のCRフィルタF1〜Fn+1の各入力端(合計n+1個)とを相互に接続する。   The n + 1 transmission lines S1 to Sn + 1 are wires for transmitting the terminal voltages of the terminals of the n battery cells C1 to Cn to the n + 1 CR filters F1 to Fn + 1, and each of the n battery cells C1 to Cn A terminal (total n + 1) and each input end (total n + 1) of n + 1 CR filters F1 to Fn + 1 are mutually connected.

すなわち、伝送線路S1は電池セルC1のプラス端子とCRフィルタF1の入力端とを接続し、伝送線路S2は電池セルC1のマイナス端子と電池セルC2のプラス端子との接点とCRフィルタF2の入力端とを接続する。また、伝送線路S3は、電池セルC2のマイナス端子と電池セルC3のプラス端子との接点とCRフィルタF3の入力端とを接続し、伝送線路S4は、電池セルC3のマイナス端子と電池セルC4のプラス端子との接点とCRフィルタF4の入力端とを接続する。また、伝送線路S5は、電池セルC4のマイナス端子と電池セルC5(図示略)のプラス端子との接点とCRフィルタF5の入力端とを接続する。   That is, transmission line S1 connects the positive terminal of battery cell C1 to the input end of CR filter F1, and transmission line S2 connects the negative terminal of battery cell C1 to the positive terminal of battery cell C2 and the input of CR filter F2. Connect with the end. Further, transmission line S3 connects the contact point between the negative terminal of battery cell C2 and the positive terminal of battery cell C3 to the input end of CR filter F3, and transmission line S4 connects the negative terminal of battery cell C3 and battery cell C4. The point of contact with the positive terminal of and the input end of the CR filter F4 are connected. Further, the transmission line S5 connects the contact point between the negative terminal of the battery cell C4 and the positive terminal of the battery cell C5 (not shown) to the input end of the CR filter F5.

n+1個のCRフィルタF1〜Fn+1は、n+1本の伝送線路S1〜Sn+1に各々設けられたノイズ除去用のローパスフィルタであり、フィルタ抵抗及びフィルタコンデンサから構成されている。フィルタ抵抗は、n+1本の伝送線路S1〜Sn+1の各々に直列に接続されており、またフィルタコンデンサは、一端がn+1本の伝送線路S1〜Sn+1の各々に、また他端がGND(接地電位)に接続されている。   The n + 1 CR filters F1 to Fn + 1 are low-pass filters for noise removal provided on the n + 1 transmission lines S1 to Sn + 1, respectively, and include filter resistors and filter capacitors. The filter resistor is connected in series to each of n + 1 transmission lines S1 to Sn + 1, and the filter capacitor is connected to each of n + 1 transmission lines S1 to Sn + 1 at one end and GND (ground potential) at the other end. It is connected to the.

すなわち、CRフィルタF1は、入力端が伝送線路S1に接続されており、出力端がセル電圧検出部D1の一方の入力端に接続されている。CRフィルタF2は、入力端が伝送線路S2に接続されており、出力端がセル電圧検出部D1の他方の入力端及びセル電圧検出部D2の一方の入力端に接続されている。CRフィルタF3は、入力端が伝送線路S3に接続されており、出力端がセル電圧検出部D2の他方の入力端及びセル電圧検出部D3の一方の入力端に接続されている。CRフィルタF4は、入力端が伝送線路S4に接続されており、出力端がセル電圧検出部D3の他方の入力端及びセル電圧検出部D4の一方の入力端に接続されている。CRフィルタF5は、入力端が伝送線路S5に接続されており、出力端がセル電圧検出部D4の他方の入力端及びセル電圧検出部D5(図示略)の一方の入力端5aに接続されている。   That is, the input end of the CR filter F1 is connected to the transmission line S1, and the output end is connected to one input end of the cell voltage detection unit D1. The CR filter F2 has an input end connected to the transmission line S2, and an output end connected to the other input end of the cell voltage detection unit D1 and one input end of the cell voltage detection unit D2. The CR filter F3 has an input end connected to the transmission line S3, and an output end connected to the other input end of the cell voltage detection unit D2 and one input end of the cell voltage detection unit D3. The CR filter F4 has an input end connected to the transmission line S4, and an output end connected to the other input end of the cell voltage detection unit D3 and one input end of the cell voltage detection unit D4. The CR filter F5 has an input end connected to the transmission line S5, and an output end connected to the other input end of the cell voltage detection unit D4 and one input end 5a of the cell voltage detection unit D5 (not shown). There is.

n個のセル電圧検出部D1〜Dnは、上述したn個の電池セルC1〜Cnに対応して設けられており、各伝送線路S1〜Sn+1及び各CRフィルタF1〜Fn+1を介して入力された各電池セルC1〜Cnの端子電圧に基づいて、各電池セルC1〜Cnの端子間電圧をセル電圧V1〜Vnとして検出する。   The n cell voltage detection units D1 to Dn are provided corresponding to the n battery cells C1 to Cn described above, and are input through the transmission lines S1 to Sn + 1 and the CR filters F1 to Fn + 1. Based on the terminal voltages of the battery cells C1 to Cn, the inter-terminal voltages of the battery cells C1 to Cn are detected as cell voltages V1 to Vn.

すなわち、セル電圧検出部D1は、伝送線路S1及びCRフィルタF1を介して一方の入力端に入力される電池セルC1のプラス電位と、伝送線路S2及びCRフィルタF2を介して入力される他方の入力端に入力される電池セルC1のマイナス電位との差分をセル電圧V1として検出する。セル電圧検出部D2は、伝送線路S2及びCRフィルタF2を介して一方の入力端に入力される電池セルC2のプラス電位と、伝送線路S3及びCRフィルタF3を介して入力される他方の入力端に入力される電池セルC2のマイナス電位との差分をセル電圧V2として検出する。   That is, cell voltage detection unit D1 has the positive potential of battery cell C1 input to one input end through transmission line S1 and CR filter F1, and the other input input through transmission line S2 and CR filter F2. The difference with the negative potential of the battery cell C1 input to the input terminal is detected as the cell voltage V1. Cell voltage detection unit D2 has the positive potential of battery cell C2 input to one input end through transmission line S2 and CR filter F2, and the other input end input through transmission line S3 and CR filter F3. The difference with the negative potential of the battery cell C2 input to the is detected as the cell voltage V2.

また、セル電圧検出部D3は、伝送線路S3及びCRフィルタF3を介して一方の入力端に入力される電池セルC3のプラス電位と、伝送線路S4及びCRフィルタF4を介して入力される他方の入力端に入力される電池セルC3のマイナス電位との差分をセル電圧V3として検出する。セル電圧検出部D4は、伝送線路S4及びCRフィルタF4を介して一方の入力端に入力される電池セルC4のプラス電位と、伝送線路S5及びCRフィルタF5を介して入力される他方の入力端に入力される電池セルC4のマイナス電位との差分をセル電圧V4として検出する。   Further, cell voltage detection unit D3 has the positive potential of battery cell C3 input to one input end through transmission line S3 and CR filter F3, and the other input input through transmission line S4 and CR filter F4. The difference with the negative potential of the battery cell C3 input to the input terminal is detected as the cell voltage V3. Cell voltage detection unit D4 has the positive potential of battery cell C4 input to one input end through transmission line S4 and CR filter F4, and the other input end input through transmission line S5 and CR filter F5. The difference with the negative potential of the battery cell C4 input to the is detected as the cell voltage V4.

温度センサTは、電池セルC1〜Cnの近傍に配置されている。例えば、温度センサTは、電池セルC1〜Cnが収容されるバッテリモジュールx1のケース内に配置されている。このような温度センサTは、ケース内に離散して複数配置されており、各々がマイコンMと接続されている。これらの温度センサTは、電池セルC1〜Cnが設置された空間温度を検出し、この検出結果を電池セルC1〜Cnの温度を示す信号として出力する。なお、マイコンMは、特定の電池セルC1〜Cnの活性温度に昇温するための通電期間を算出する場合に、特定の電池セルC1〜Cnに最も近接して配置された温度センサの出力値に応じて放電抵抗Baの通電期間を算出する。例えば、マイコンMは、電池セルC1を活性温度に昇温する場合には、複数の温度センサTのうち、電池セルC1に最も近接して配置された温度センサTの出力値に基づいて、電池セルC1上に配置された放電抵抗Baの通電期間を算出する。   The temperature sensor T is disposed in the vicinity of the battery cells C1 to Cn. For example, the temperature sensor T is disposed in the case of the battery module x1 in which the battery cells C1 to Cn are accommodated. A plurality of such temperature sensors T are discretely disposed in the case, and each is connected to the microcomputer M. These temperature sensors T detect the space temperature in which the battery cells C1 to Cn are installed, and output the detection result as a signal indicating the temperature of the battery cells C1 to Cn. When the microcomputer M calculates an energization period for raising the activation temperature of a specific battery cell C1 to Cn, an output value of a temperature sensor arranged closest to the specific battery cell C1 to Cn The energization period of the discharge resistance Ba is calculated according to For example, when raising the temperature of the battery cell C1 to the activation temperature, the microcomputer M determines the battery based on the output value of the temperature sensor T disposed closest to the battery cell C1 among the plurality of temperature sensors T. The energization period of the discharge resistor Ba disposed on the cell C1 is calculated.

マイコンMは、CPU(Central Processing Unit)やメモリ、入出力インターフェイス等が一体的に組み込まれた所謂ワンチップマイコンであり、n個のセル電圧検出部D1〜Dnから入力されるセル電圧V1〜VnをA/D変換することによりサンプル値(セル電圧V1〜Vn)を取得し、当該セル電圧V1〜VnをバッテリECU3に出力する。   The microcomputer M is a so-called one-chip microcomputer in which a CPU (Central Processing Unit), a memory, an input / output interface and the like are integrally incorporated, and cell voltages V1 to Vn input from n cell voltage detection units D1 to Dn. Are subjected to A / D conversion to obtain sample values (cell voltages V1 to Vn), and the cell voltages V1 to Vn are output to the battery ECU 3.

また、本実施形態においてマイコンMは、車両の乗員が予め設定した運転開始時刻(設定時刻)を記憶可能としている。マイコンMは、例えば車室内に設置された不図示の入力インターフェイスと接続されており、入力インターフェイスを介して入力された運転開始時刻を記憶する。   Further, in the present embodiment, the microcomputer M can store the driving start time (set time) preset by the occupant of the vehicle. The microcomputer M is connected to, for example, an input interface (not shown) installed in the vehicle compartment, and stores the operation start time input through the input interface.

また、マイコンMは、電池セルC1〜Cnの活性が高まり、出力が安定する活性温度を目標温度として記憶している。一般的に電池セルは低温になることによって出力が不安定となる。活性温度は、電池セルの出力が不安定となる温度よりも高い温度であり、予め実験やシミュレーションによって取得される。   Further, the microcomputer M stores, as a target temperature, an activation temperature at which the activation of the battery cells C1 to Cn is increased and the output is stabilized. Generally, when the battery cell is at a low temperature, the output becomes unstable. The activation temperature is a temperature higher than the temperature at which the output of the battery cell becomes unstable, and is acquired in advance by experiment or simulation.

また、マイコンMは、温度センサTと電気的に接続されており、温度センサTから電池セルC1〜Cnの温度を信号が入力される。このマイコンMは、温度センサTの出力値に応じて、運転開始時刻に電池セルC1〜Cnが活性温度となるように、各々の放電抵抗Baへの通電期間を算出し、算出した通電期間に基づいてスイッチング素子BbをON状態とする。   Further, the microcomputer M is electrically connected to the temperature sensor T, and the temperature sensor T inputs signals of the temperatures of the battery cells C1 to Cn. The microcomputer M calculates an energization period for each discharge resistance Ba according to the output value of the temperature sensor T so that the battery cells C1 to Cn become active temperature at the operation start time, and calculates the energization period calculated Based on this, the switching element Bb is turned on.

なお、マイコンMは、放電抵抗Baに給電する電池セルC1〜Cnの充電率をセル電圧V1〜Vnに基づいて算出し、充電率が予め定められた閾値以下である場合には、スイッチング素子BbをON状態としない。つまり、マイコンMは、セル電圧検出部D1〜Dnの検出値に基づく電池セルC1〜Cnの充電率が閾値よりも高い場合に、放電抵抗Baへの通電を実行する。   The microcomputer M calculates the charging rate of the battery cells C1 to Cn feeding the discharge resistance Ba based on the cell voltages V1 to Vn, and when the charging rate is equal to or less than a predetermined threshold value, the switching element Bb Does not turn on. That is, when the charging rate of the battery cells C1 to Cn based on the detection values of the cell voltage detection units D1 to Dn is higher than the threshold value, the microcomputer M energizes the discharge resistor Ba.

さらに、マイコンMは、セル電圧V1〜Vn(セル電圧検出部D1〜Dnの検出値)に応じて上述のように算出した通電期間を補正する。より詳細には、マイコンMは、セル電圧V1〜Vnが所定の基準電圧よりも小さくなるに応じて、通電期間が長くなるように、通電期間を補正する。また、マイコンMは、セル電圧V1〜Vnが所定の基準電圧よりも大きくなるに応じて、通電期間が短くなるように、通電期間を補正する。   Furthermore, the microcomputer M corrects the conduction period calculated as described above according to the cell voltages V1 to Vn (detection values of the cell voltage detection units D1 to Dn). More specifically, the microcomputer M corrects the conduction period so that the conduction period becomes longer as the cell voltages V1 to Vn become smaller than the predetermined reference voltage. Further, the microcomputer M corrects the conduction period so as to shorten the conduction period as the cell voltages V1 to Vn become larger than the predetermined reference voltage.

また、マイコンMは、必要に応じて、電池セルC1〜Cnのセル電圧V1〜Vnを均一化するバランシング処理を実行する。このとき、マイコンMは、充電率が高い電池セルC1〜Cnを放電回路B1〜Bnにて放電させることによってセル電圧V1〜Vnの均一化を図る。つまり、本実施形態においては、放電回路B1〜Bnは、セルバランスを整えるためのバランシング回路と、電池セルC1〜Cnを加熱するための加熱回路として兼用することができる。   Further, the microcomputer M executes balancing processing to equalize the cell voltages V1 to Vn of the battery cells C1 to Cn, as necessary. At this time, the microcomputer M discharges the battery cells C1 to Cn having high charge rates by the discharge circuits B1 to Bn, thereby achieving equalization of the cell voltages V1 to Vn. That is, in the present embodiment, the discharge circuits B1 to Bn can be used both as a balancing circuit for adjusting the cell balance and as a heating circuit for heating the battery cells C1 to Cn.

コンタクタ1は、励磁コイルと当該励磁コイルへの給電状態に応じて開状態あるいは閉状態に変化する一対の接点を備えた通電開閉器であり、一方の接点がバッテリXのプラス出力端子に接続されており、他方の接点がインバータ5の第1入力端に接続されている。このコンタクタ1は、バッテリECU3から励磁コイルに供給される駆動電流によって開状態あるいは閉状態に設定されることにより、バッテリXのプラス出力端子とインバータ5の第1入力端との接続/非接続を切り替える。   The contactor 1 is an energization switch provided with an exciting coil and a pair of contacts that change to an open state or a closed state according to a state of power supply to the exciting coil, and one contact is connected to the positive output terminal of the battery X The other contact point is connected to the first input end of the inverter 5. The contactor 1 is set in the open or closed state by the drive current supplied from the battery ECU 3 to the exciting coil, thereby connecting / disconnecting the positive output terminal of the battery X and the first input terminal of the inverter 5. Switch.

コンタクタ2は、コンタクタ1と同様に励磁コイルと当該励磁コイルへの給電状態に応じて開状態あるいは閉状態に変化する一対の接点を備えた通電開閉器であり、一方の接点がバッテリXのマイナス出力端子に接続されており、他方の接点がインバータ5の第2入力端に接続されている。このコンタクタ2は、バッテリECU3から供給される駆動電流によって閉状態あるいは開状態に設定されることにより、バッテリXのマイナス出力端子とインバータ5の第2入力端と接続/非接続を切り替える。   Similar to the contactor 1, the contactor 2 is an energization switch provided with an exciting coil and a pair of contacts that change to an open state or a closed state according to the power supply state to the exciter coil. The other contact is connected to the second input end of the inverter 5. The contactor 2 switches connection / disconnection between the negative output terminal of the battery X and the second input terminal of the inverter 5 by being set in the closed state or the open state by the drive current supplied from the battery ECU 3.

バッテリECU3は、所定のバッテリ制御プログラムに基づいてコンタクタ1及びコンタクタ2を制御するソフトウエア制御装置である。このバッテリECU3は、バッテリ制御プログラムが格納されたメモリ、バッテリ制御プログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)、またマイコンM、コンタクタ1、コンタクタ2及び電圧検出部4と信号の授受を行う入出力インターフェイス等を備える。   The battery ECU 3 is a software control device that controls the contactor 1 and the contactor 2 based on a predetermined battery control program. The battery ECU 3 is a memory storing a battery control program, a CPU (Central Processing Unit) for executing the battery control program, and an input / output interface for exchanging signals with the microcomputer M, the contactor 1, the contactor 2 and the voltage detection unit 4 Etc.

すなわち、このバッテリECU3は、マイコンMから入力されるバッテリXに関する各種情報、電圧検出部4から入力されるバッテリXからの給電電圧及び図示しない上位制御系から入力される指令情報に基づいて、コンタクタ1及びコンタクタ2を駆動する駆動電流を生成する。このバッテリECU3によってコンタクタ1及びコンタクタ2の開閉状態が制御されることにより、バッテリXからインバータ5への給電/非給電が状態設定される。   That is, the battery ECU 3 is a contactor based on various information related to the battery X input from the microcomputer M, the feed voltage from the battery X input from the voltage detection unit 4 and command information input from the upper control system not shown. 1 and a drive current for driving the contactor 2 are generated. By controlling the open / close state of the contactor 1 and the contactor 2 by the battery ECU 3, power supply / non-power supply from the battery X to the inverter 5 is set.

電圧検出部4は、コンタクタ1及びコンタクタ2を経てインバータ5の第1入力端及び第2入力端に給電される給電電力の電圧をバッテリ電圧として検出する。この電圧検出部4は、このバッテリ電圧を制御情報の1つとしてバッテリECU3に出力する。   The voltage detection unit 4 detects, as the battery voltage, the voltage of the feeding power supplied to the first input end and the second input end of the inverter 5 via the contactor 1 and the contactor 2. The voltage detection unit 4 outputs the battery voltage to the battery ECU 3 as one of control information.

インバータ5は、第1入力端と第2入力端及び第1〜第3出力端を備える三相インバータである。インバータ5の第1入力端及び第2入力端にはバッテリXから直流電力が入力される。このインバータ5は、第1入力端及び第2入力端に入力されたバッテリXの直流電力を所定周波数かつ三相(U相、V相、W相)の交流電力(三相交流電力)に変換し、当該三相交流電力を第1〜第3出力端からモータ6に出力する。   The inverter 5 is a three-phase inverter including a first input end, a second input end, and first to third output ends. The DC power from the battery X is input to the first input end and the second input end of the inverter 5. The inverter 5 converts the DC power of the battery X input to the first input end and the second input end into AC power (three-phase AC power) of a predetermined frequency and three phases (U phase, V phase, W phase) And outputs the three-phase AC power to the motor 6 from the first to third output terminals.

モータ6は、インバータ5から供給される三相交流電力を駆動電力として回転動力を発生する三相電動機である。車両は、このモータ6が発生する回転動力を走行のための駆動力として走行する。このようなモータ6は、例えば制御性に優れた三相直流電動機である。   The motor 6 is a three-phase motor that generates rotational power using three-phase AC power supplied from the inverter 5 as drive power. The vehicle travels using the rotational power generated by the motor 6 as a driving force for traveling. Such a motor 6 is, for example, a three-phase DC motor excellent in controllability.

このような本実施形態の電池セル温度調整装置Aでは、放電抵抗Baと、温度センサTと、マイコンMとが、設定された運転開始時刻に合わせて、電池セルC1〜Cnの温度調整を調整する。   In the battery cell temperature adjusting device A according to this embodiment, the discharge resistance Ba, the temperature sensor T, and the microcomputer M adjust the temperature adjustment of the battery cells C1 to Cn in accordance with the set operation start time. Do.

次に、本実施形態における車両走行系の動作、特にマイコンMが行う電池セルC1〜Cnの温度調整処理について、図2のフローチャートを参照して詳しく説明する。   Next, the operation of the vehicle travel system in the present embodiment, particularly the temperature adjustment processing of the battery cells C1 to Cn performed by the microcomputer M, will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

以下の動作説明においては、説明を簡略化するために、バッテリモジュールx1が12個の電池セルC1〜C12が直列接続された構成であるものとし、電池セルC1〜C4に近接して第1の温度センサTが配置され、電池セルC5〜C8に近接して第2の温度センサTが配置され、電池セルC9〜C12に近接して第3の温度センサTが近接して配置されているものとする。   In the following description of the operation, in order to simplify the description, it is assumed that battery module x1 has a configuration in which 12 battery cells C1 to C12 are connected in series, and the first battery module C1 is close to battery cells C1 to C4. A temperature sensor T is disposed, a second temperature sensor T is disposed in proximity to the battery cells C5 to C8, and a third temperature sensor T is disposed in proximity to the battery cells C9 to C12. I assume.

マイコンMは、第1の温度センサTの出力値に応じた電池セルC1〜C4の温度調整処理と、第2の温度センサTの出力値に応じた電池セルC5〜C8の温度調整処理と、第3の温度センサTの出力値に応じた電池セルC9〜C12の温度調整処理とを並列的あるいは時系列的に行う。これらの温度調整処理は、同様の処理であることから、以下の説明では、第1の温度センサTの出力値に応じた電池セルC1〜C4の温度調整処理について説明し、第2の温度センサTの出力値に応じた電池セルC5〜C8の温度調整処理と、第3の温度センサTの出力値に応じた電池セルC9〜C12の温度調整処理とについては、説明を省略する。   The microcomputer M performs temperature adjustment processing of the battery cells C1 to C4 according to the output value of the first temperature sensor T, and temperature adjustment processing of the battery cells C5 to C8 according to the output value of the second temperature sensor T. The temperature adjustment processing of the battery cells C9 to C12 according to the output value of the third temperature sensor T is performed in parallel or in time series. Since these temperature adjustment processes are similar processes, in the following description, the temperature adjustment process of the battery cells C1 to C4 corresponding to the output value of the first temperature sensor T will be described, and the second temperature sensor The description of the temperature adjustment process of the battery cells C5 to C8 according to the output value of T and the temperature adjustment process of the battery cells C9 to C12 according to the output value of the third temperature sensor T will be omitted.

過去の乗車時や遠隔操作によって乗員が運転開始時刻を予め設定していれば、マイコンMは温度調整処理を実行する。まず、図2に示すように、マイコンMは、昇温開始時刻が経過したか否かを判定する(ステップS1)。この昇温開始時刻は、乗員によって設定された運転開始時刻の一定時間前の時刻である。昇温開始時刻は、昇温動作のために放電抵抗Baへの通電が可能な電池セルC1〜C4(充電率が閾値よりも高い電池セルC1〜C4)が、昇温開始時刻から運転開始時刻までの間に連続して放電抵抗Baに通電を行った場合に、予め想定された最小温度(例えば極寒冷地で車両の載置された場合に想定される温度)の電池セルC1〜C4が活性温度まで昇温されるように設定されている。つまり、昇温開始時刻から運転開始時刻までの間に放電抵抗Baに連続して通電が行われた場合には、確実に当該放電抵抗Baが設けられた電池セルC1〜C4が活性温度まで昇温可能なように昇温開始時刻が定めされている。なお、昇温開始時刻が経過していない場合には、マイコンMは、再びステップS1に戻る。   The microcomputer M executes the temperature adjustment process if the occupant sets the operation start time in advance by the past riding or by remote control. First, as shown in FIG. 2, the microcomputer M determines whether or not the temperature rise start time has passed (step S1). The temperature rise start time is a time that is a predetermined time before the driving start time set by the occupant. At the temperature rise start time, the battery cells C1 to C4 (battery cells C1 to C4 whose charge rate is higher than the threshold value) capable of energizing the discharge resistance Ba for the temperature rise operation start the operation start time from the temperature rise start time Battery cells C1 to C4 having a minimum temperature assumed (for example, a temperature assumed when the vehicle is placed in a very cold region) when the discharge resistance Ba is continuously energized until The temperature is set to be raised to the activation temperature. That is, when the discharge resistance Ba is continuously energized between the temperature rise start time and the operation start time, the battery cells C1 to C4 provided with the discharge resistance Ba surely rise to the activation temperature. The heating start time is set to be able to warm. When the temperature rise start time has not elapsed, the microcomputer M returns to step S1 again.

ステップS1にて昇温開始時刻が経過していると判定された場合には、マイコンMは、電池セルC1〜C4の温度が活性温度以下であるか否かの判定を行う(ステップS2)。ここでは、マイコンMは、電池セルC1〜C4に対して最も近接された温度センサTである第1の温度センサTの出力値(温度)を当該電池セルC1〜C4の温度として取得し、これらの電池セルC1〜C4の温度が予め記憶した活性温度以下であるか否かを判定する。なお、ステップS2で、電池セルC1〜C4の温度が活性温度以下でないと判定した場合には、マイコンMは、温度調整処理を終了する。   If it is determined in step S1 that the temperature rise start time has elapsed, the microcomputer M determines whether the temperature of the battery cells C1 to C4 is equal to or less than the activation temperature (step S2). Here, the microcomputer M acquires the output value (temperature) of the first temperature sensor T which is the temperature sensor T closest to the battery cells C1 to C4 as the temperature of the battery cells C1 to C4, and It is determined whether or not the temperatures of the battery cells C1 to C4 are below the stored activation temperature. When it is determined in step S2 that the temperatures of the battery cells C1 to C4 are not equal to or lower than the activation temperature, the microcomputer M ends the temperature adjustment process.

ステップS2にて、電池セルC1〜C4の温度が活性温度以下であると判定した場合には、マイコンMは、各々の電池セルC1〜C4に対して目標昇温量を算出する(ステップS3)。この目標昇温量は、活性温度と温度センサTの出力値との差分として求められる。   If it is determined in step S2 that the temperature of battery cells C1 to C4 is equal to or lower than the activation temperature, microcomputer M calculates a target temperature increase amount for each of battery cells C1 to C4 (step S3). . The target temperature rise amount is obtained as the difference between the activation temperature and the output value of the temperature sensor T.

続いて、マイコンMは、ステップS3で求めた目標昇温量に応じて、運転開始時刻までの期間における各々の放電抵抗Baへの通電期間を設定する(ステップS4)。例えば、マイコンMは、目標昇温量と、放電抵抗Baへの通電期間との関係を示すテーブルデータを記憶しており、このテーブルデータを用いたマップ処理によって通電期間を求める。   Subsequently, the microcomputer M sets an energization period for each of the discharge resistors Ba in a period up to the operation start time according to the target temperature increase amount obtained in step S3 (step S4). For example, the microcomputer M stores table data indicating the relationship between the target temperature rise amount and the current application period to the discharge resistor Ba, and the current application period is obtained by map processing using this table data.

続いて、マイコンMは、セル電圧検出部D1〜D4からセル電圧V1〜V4を取得する(ステップS5)。さらに、マイコンMは、ステップS5で取得したセル電圧V1〜V4に基づいて、ステップS4で設定した通電期間の補正係数を求める(ステップS6)。   Subsequently, the microcomputer M acquires cell voltages V1 to V4 from the cell voltage detection units D1 to D4 (step S5). Further, the microcomputer M obtains a correction coefficient of the energization period set in step S4 based on the cell voltages V1 to V4 acquired in step S5 (step S6).

電池セルC1〜C4のセル電圧によって、同一の通電期間であっても、放電抵抗Baに流れる電流の大きさは異なる。このため、電池セルC1〜C4のセル電圧(充電率)に応じて、放電抵抗Baへの通電期間を補正することが好ましい。例えば、セル電圧V1〜Vnが所定の基準電圧よりも小さくなるに応じて、通電期間が長くなるように、セル電圧V1〜Vnが所定の基準電圧よりも大きくなるに応じて、通電期間が短くなるように補正係数を設定し、この補正係数によって通電期間を補正することが好ましい。例えば、マイコンMは、電池セルC1〜C4のセル電圧と補正係数との関係を示すテーブルデータを予め記憶している。マイコンMは、ステップS6にて、各々のセル電圧V1〜V4に基づいて、各々の放電抵抗Ba(通電期間)に対する補正係数を求める。例えば、マイコンMは、セル電圧V1に基づいて、電池セルC1に対して設けられた放電抵抗Baに対する補正係数を求める。なお、電池セルC1〜C4の充電率が十分でなく、予め設定した閾値よりも低い場合には、マイコンMは、通電を行わない。   Depending on the cell voltages of the battery cells C1 to C4, the magnitude of the current flowing through the discharge resistor Ba varies even in the same current supply period. For this reason, it is preferable to correct the energization period to the discharge resistor Ba according to the cell voltage (charging rate) of the battery cells C1 to C4. For example, the conduction period becomes short as the cell voltages V1 to Vn become larger than the predetermined reference voltage so that the conduction period becomes longer as the cell voltages V1 to Vn become smaller than the predetermined reference voltage. It is preferable to set a correction coefficient so that the current supply period is corrected by this correction coefficient. For example, the microcomputer M prestores table data indicating the relationship between the cell voltage of the battery cells C1 to C4 and the correction coefficient. At step S6, the microcomputer M obtains a correction coefficient for each discharge resistance Ba (energization period) based on each of the cell voltages V1 to V4. For example, the microcomputer M obtains a correction coefficient for the discharge resistance Ba provided for the battery cell C1 based on the cell voltage V1. When the charging rate of the battery cells C1 to C4 is not sufficient and is lower than a preset threshold value, the microcomputer M does not conduct electricity.

続いて、マイコンMは、ステップS4で設定された通電期間と、ステップS6で求められた補正係数とによって、実際に放電抵抗Baに通電を行う通電期間を決定する(ステップS7)。そして、マイコンMは、放電抵抗Baに通電を開始し(ステップS8)、通電期間が経過して電池セルC1〜C4が活性温度となるまで電池セルC1〜C4の加熱を継続する(ステップS9)。マイコンMは、通電期間の経過後に、放電抵抗Baへの通電を停止して電池セルC1〜C4の昇温を停止する(ステップS10)。   Subsequently, the microcomputer M determines an energization period in which the discharge resistance Ba is actually energized based on the energization period set in step S4 and the correction coefficient obtained in step S6 (step S7). Then, the microcomputer M starts energization to the discharge resistor Ba (step S8), and continues heating the battery cells C1 to C4 until the battery cells C1 to C4 reach the activation temperature after the energization period elapses (step S9). . After the passage of the current application period, the microcomputer M stops the current application to the discharge resistor Ba to stop the temperature rise of the battery cells C1 to C4 (step S10).

なお、運転手が車両を走行させる場合には、運転手が不図示のスタートスイッチを「ON」すると、この操作指示が車両に別途設けられた通信系を介してバッテリECU3に入力される。そして、バッテリECU3は、この操作指示に従ってコンタクタ1及びコンタクタ2を開状態から閉状態に状態変化させ、以ってバッテリXの直流電力をインバータ5に給電させる。   When the driver causes the vehicle to travel, when the driver turns on a start switch (not shown), the operation instruction is input to the battery ECU 3 through a communication system separately provided in the vehicle. Then, the battery ECU 3 changes the state of the contactor 1 and the contactor 2 from the open state to the closed state according to the operation instruction, thereby supplying the inverter 5 with DC power of the battery X.

そして、このバッテリXからインバータ5への給電によって、インバータ5がモータ6に三相交流電力を供給することによって車両が走行を開始する。すなわち、この車両走行系では、コンタクタ1、コンタクタ2及びバッテリECU3によってバッテリXの直流電力がインバータ5に給電されることによって車両の走行が可能となる。   Then, the power supply from the battery X to the inverter 5 causes the inverter 5 to supply three-phase AC power to the motor 6, whereby the vehicle starts traveling. That is, in this vehicle travel system, the direct current power of the battery X is supplied to the inverter 5 by the contactor 1, the contactor 2 and the battery ECU 3 so that the vehicle can be traveled.

以上のような本実施形態の電池セル温度調整装置Aによれば、マイコンMによって、運転開始時刻に電池セルC1〜C4が活性温度となるように、放電抵抗Baへの通電期間が算出される。このため、例えば電池セルC1〜Cnごとに昇温特性が異なる場合であっても、電池セルC1〜Cnごとに活性温度となる通電期間を求めることができ、電池セルC1〜Cnの加熱を待つことなく安定した車両の走行を開始することが可能となる。このように本実施形態によれば、バッテリXから安定した出力が得られるまでの待機時間を縮小することが可能となる。   According to the battery cell temperature adjusting device A of the present embodiment as described above, the microcomputer M calculates the conduction period to the discharge resistance Ba so that the battery cells C1 to C4 become active temperature at the operation start time. . Therefore, for example, even when the temperature rising characteristics are different for each of battery cells C1 to Cn, it is possible to obtain the conduction period at which the activation temperature becomes active for each of battery cells C1 to Cn, and wait for heating of battery cells C1 to Cn It becomes possible to start the stable running of the vehicle without a problem. As described above, according to the present embodiment, it is possible to reduce the standby time until the stable output is obtained from the battery X.

また、本実施形態の電池セル温度調整装置Aにおいては、電池セルC1〜Cnの電圧(セル電圧V1〜Vn)を検出するセル電圧検出部D1〜Dnを備え、マイコンMが、セル電圧検出部D1〜Dnの検出値に基づく電池セルC1〜Cnの充電率が閾値よりも高い場合に、放電抵抗Baへの通電を実行する。このため、充電率が低い電池セルC1〜Cnから、電池セルC1〜Cnの加熱のために無理に放電させることを防ぎ、バッテリXの劣化を抑制することができる。   Further, the battery cell temperature adjustment device A according to the present embodiment includes cell voltage detection units D1 to Dn that detect the voltages (cell voltages V1 to Vn) of the battery cells C1 to Cn, and the microcomputer M performs a cell voltage detection unit. When the charging rate of the battery cells C1 to Cn based on the detected values of D1 to Dn is higher than the threshold value, energization to the discharge resistor Ba is performed. Therefore, it is possible to prevent the battery cells C1 to Cn having a low charging rate from being forcibly discharged for heating the battery cells C1 to Cn, and to suppress the deterioration of the battery X.

また、本実施形態の電池セル温度調整装置Aにおいては、電池セルC1〜Cnの電圧を検出するセル電圧検出部D1〜Dnを備え、マイコンMが、セル電圧検出部D1〜Dnの検出値(セル電圧V1〜Vn)に応じて放電抵抗Baの通電期間を補正する。このため、電池セルC1〜Cnの電圧に応じた通電期間とすることができ、例えば全ての電池セルC1〜Cnを均等に昇温させることが可能となる。   Further, the battery cell temperature adjustment device A of the present embodiment includes cell voltage detection units D1 to Dn that detect the voltages of the battery cells C1 to Cn, and the microcomputer M detects detection values of the cell voltage detection units D1 to Dn ( The energization period of the discharge resistor Ba is corrected according to the cell voltages V1 to Vn). For this reason, it can be set as the electricity supply period according to the voltage of battery cell C1-Cn, for example, it becomes possible to heat up all the battery cells C1-Cn equally.

また、本実施形態の電池セル温度調整装置Aにおいては、マイコンMは、セル電圧検出部D1〜Cnの検出値(セル電圧V1〜Vn)が小さくなるに応じて、放電抵抗Baへの通電期間が長くなるように、通電期間を補正する。このため、セル電圧V1〜Vnが低下している場合であっても、長い通電時間を確保することによって、電池セルC1〜Cnを確実に活性温度まで昇温させることができる。   Further, in the battery cell temperature adjustment device A of the present embodiment, the microcomputer M applies a period during which the discharge resistance Ba is energized as the detected values (cell voltages V1 to Vn) of the cell voltage detection units D1 to Cn decrease. Correct the power-on period so that Therefore, even in the case where cell voltages V1 to Vn are lowered, battery cells C1 to Cn can be reliably heated up to the activation temperature by securing a long energization time.

また、本実施形態の電池セル温度調整装置Aにおいては、複数の温度センサTを備え、マイコンMは、特定の電池セルC1〜Cnに対して設けられた放電抵抗Baへの通電期間を、特定の電池セルC1〜Cnに最も近接して配置された温度センサTの出力値に応じて算出する。このため、全ての電池セルC1〜Cnの温度を1つの温度センサTで取得する場合と比較して、本発明によれば、より正確に各々の電池セルC1〜Cnの温度を取得することが可能となる。   Further, the battery cell temperature adjustment device A according to the present embodiment includes the plurality of temperature sensors T, and the microcomputer M specifies the conduction period to the discharge resistance Ba provided for the specific battery cells C1 to Cn. The value is calculated according to the output value of the temperature sensor T disposed closest to the battery cells C1 to Cn. For this reason, according to the present invention, the temperatures of the respective battery cells C1 to Cn can be more accurately acquired, as compared with the case where the temperatures of all the battery cells C1 to Cn are acquired by one temperature sensor T. It becomes possible.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiments. The shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiment are merely examples, and various changes can be made based on design requirements and the like without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施形態においては、運転開始時刻の設定を、車両の乗員自らが行う構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、過去に設定された運転開始時刻から、マイコンM等が次回の運転開始時刻を予測し、当該予測に基づいて新規の運転開始時刻が設定されるようにしても良い。また、乗員が車両のスタートボタンを「ON」にする時刻を蓄積し、この蓄積結果に基づいてマイコンM等が次回の運転開始時刻を設定するようにしても良い。このような場合には、乗員が運転開始時刻の設定作業を毎回行う必要がなくなる。   For example, in the above embodiment, the configuration has been described in which the occupant of the vehicle performs the setting of the driving start time. However, the present invention is not limited to this. For example, the microcomputer M or the like may predict the next driving start time from the driving start time set in the past, and a new driving start time may be set based on the prediction. Alternatively, the time when the occupant turns on the start button of the vehicle may be accumulated, and the microcomputer M or the like may set the next driving start time based on the accumulation result. In such a case, it is not necessary for the occupant to set the operation start time every time.

A……電池セル温度調整装置、Ba……放電抵抗(抵抗素子)、C1〜Cn……電池セル、D1〜Dn……電圧検出部、M……マイコン(昇温制御部)、T……温度センサ、X……バッテリ、X1……バッテリモジュール   A: battery cell temperature adjustment device, Ba: discharge resistance (resistance element), C1 to Cn: battery cell, D1 to Dn: voltage detection unit, M: microcomputer (temperature increase control unit), T: Temperature sensor, X: Battery, X1: Battery module

Claims (6)

複数の電池セルの各々に対して設けられると共に通電により発熱する抵抗素子と、
前記電池セルの温度を取得する温度センサと、
前記温度センサの出力値に応じて前記抵抗素子へ通電を行う昇温制御部と
を備え、
前記昇温制御部は、前記温度センサの出力値に応じて、設定時刻に前記電池セルが目標温度となる前記抵抗素子への通電期間を算出する
ことを特徴とする電池セル温度調整装置。
A resistive element provided for each of the plurality of battery cells and generating heat when energized;
A temperature sensor for acquiring the temperature of the battery cell;
A temperature rise control unit for energizing the resistance element in accordance with the output value of the temperature sensor;
The battery temperature adjustment device, wherein the temperature rise control unit calculates an energization period to the resistance element at which the battery cell reaches a target temperature at a set time according to an output value of the temperature sensor.
前記電池セルの電圧を検出するセル電圧検出部を備え、
前記昇温制御部は、前記セル電圧検出部の検出値に基づく前記電池セルの充電率が閾値よりも高い場合に、前記抵抗素子への通電を実行する
ことを特徴とする請求項1記載の電池セル温度調整装置。
A cell voltage detection unit that detects a voltage of the battery cell;
The temperature rise control unit executes energization to the resistance element when the charging rate of the battery cell based on the detection value of the cell voltage detection unit is higher than a threshold. Battery cell temperature regulator.
前記電池セルの電圧を検出するセル電圧検出部を備え、
前記昇温制御部は、前記セル電圧検出部の検出値に応じて前記通電期間を補正する
ことを特徴とする請求項1または2記載の電池セル温度調整装置。
A cell voltage detection unit that detects a voltage of the battery cell;
The battery temperature adjustment device according to claim 1 or 2, wherein the temperature rise control unit corrects the power supply period according to a detection value of the cell voltage detection unit.
前記昇温制御部は、前記セル電圧検出部の検出値が小さくなるに応じて、前記通電期間が長くなるように、前記通電期間を補正することを特徴とする請求項3記載の電池セル温度調整装置。   4. The battery cell temperature according to claim 3, wherein the temperature rise control unit corrects the conduction period so that the conduction period becomes longer as the detection value of the cell voltage detection unit becomes smaller. Adjustment device. 複数の温度センサを備え、
前記昇温制御部は、特定の前記電池セルに対して設けられた前記抵抗素子への通電期間を、当該特定の前記電池セルに最も近接して配置された前記温度センサの出力値に応じて算出する
ことを特徴とする請求項1〜4いずれか一項に記載の電池セル温度調整装置。
Equipped with multiple temperature sensors,
The temperature rise control unit is configured to set an energization period of the resistance element provided for a specific battery cell according to an output value of the temperature sensor disposed closest to the specific battery cell. The battery cell temperature control device according to any one of claims 1 to 4, which is calculated.
前記昇温制御部は、過去の前記設定時刻に基づいて、新規の前記設定時刻の設定を行うことを特徴とする請求項1〜5いずれか一項に記載の電池セル温度調整装置。   The battery temperature adjustment device according to any one of claims 1 to 5, wherein the temperature rise control unit sets a new set time based on the set time in the past.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112895976A (en) * 2021-02-01 2021-06-04 重庆峘能电动车科技有限公司 Battery cell early warning protection method and system

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001257011A (en) * 2000-03-13 2001-09-21 Nissan Motor Co Ltd Device for forecasting temperature rising time of secondary battery
JP2002509342A (en) * 1997-12-12 2002-03-26 イドロ−ケベック Lithium-polymer type battery and control system
JP2005339980A (en) * 2004-05-26 2005-12-08 Sanyo Electric Co Ltd Power supply device for vehicle
JP2006210244A (en) * 2005-01-31 2006-08-10 Toyota Motor Corp Warming up device of battery module
JP2010238553A (en) * 2009-03-31 2010-10-21 Toyota Motor Corp Temperature-increase system of power storage device
JP2012243535A (en) * 2011-05-18 2012-12-10 Sanyo Electric Co Ltd Battery pack
JP2014529161A (en) * 2011-08-19 2014-10-30 日本碍子株式会社 Storage battery control method, storage battery control device, and power control system
JP2016207383A (en) * 2015-04-20 2016-12-08 トヨタ自動車株式会社 Temperature raising device for battery

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002509342A (en) * 1997-12-12 2002-03-26 イドロ−ケベック Lithium-polymer type battery and control system
JP2001257011A (en) * 2000-03-13 2001-09-21 Nissan Motor Co Ltd Device for forecasting temperature rising time of secondary battery
JP2005339980A (en) * 2004-05-26 2005-12-08 Sanyo Electric Co Ltd Power supply device for vehicle
JP2006210244A (en) * 2005-01-31 2006-08-10 Toyota Motor Corp Warming up device of battery module
JP2010238553A (en) * 2009-03-31 2010-10-21 Toyota Motor Corp Temperature-increase system of power storage device
JP2012243535A (en) * 2011-05-18 2012-12-10 Sanyo Electric Co Ltd Battery pack
JP2014529161A (en) * 2011-08-19 2014-10-30 日本碍子株式会社 Storage battery control method, storage battery control device, and power control system
JP2016207383A (en) * 2015-04-20 2016-12-08 トヨタ自動車株式会社 Temperature raising device for battery

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112895976A (en) * 2021-02-01 2021-06-04 重庆峘能电动车科技有限公司 Battery cell early warning protection method and system
CN112895976B (en) * 2021-02-01 2022-06-24 重庆峘能电动车科技有限公司 Battery cell early warning protection method and system

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